Самоіндукція. Енергія магнітного поля Самоіндукція є важливим окремим випадком електромагнітної індукції, коли магнітний потік, що змінюється і викликає ЕРС індукції, створюється струмом в самому контурі. Якщо струм в даному контурі з якихось причин змінюється, то змінюється і магнітне поле цього струму, а, отже, і власний магнітний потік, що пронизує контур. У контурі виникає ЕРС самоіндукції, яка за правилом Лєнца, перешкоджає зміні струму в контурі. Власний магнітний потік Ф, що пронизує контур або котушку із струмом, пропорційний силі струму I:
Коефіцієнт пропорційності L у цій формулі називається коефіцієнтом самоіндукції або індуктивністю контура. Одиниця індуктивності в СІ називається генрі (Гн). Індуктивність контура або котушки рівна 1 Гн, якщо при силі постійного струму 1 А власний потік рівний 1 Вб:
Як приклад, розрахуємо індуктивність довгого соленоїда, що має N витків, площу перерізу S і довжину L. Магнітне поле соленоїда визначається формулою
де I – струм в соленоїді n = N /L – число витків на одиницю довжини соленоїда. Магнітний потік, що пронизує всі N витків соленоїда, рівний
Отже, індуктивність соленоїда рівна
де V = Sl – об'єм соленоїда, в якому зосереджено магнітне поле. Отриманий результат не враховує краєвих ефектів, тому він приблизно справедливий тільки для достатньо довгих котушок. Якщо соленоїд заповнений речовиною з магнітною проникністю μ,, то при заданому струмі I індукція магнітного поля зростає по модулю в μ разів тому індуктивність котушки з сердечником також збільшується в μ разів:
ЕРС самоіндукції, що виникає в котушці з постійним значенням індуктивності, згідно формулі Фарадея рівна
ЕРС самоіндукції прямо пропорційна індуктивності котушки і швидкості зміни сили струму в ній. Магнітне поле має енергію. Подібно до того, як в зарядженому конденсаторі є запас електричної енергії, в котушці, по витках якої протікає струм, є запас магнітної енергії. Якщо включити електричну лампу паралельно котушці з великою індуктивністю в електричне коло постійного струму, то при розмиканні ключа спостерігається короткочасний спалах лампи. Струм в колі виникає під дією ЕР С самоіндукції. Джерелом енергії, що виділяється при цьому в електричному ланцюзі, є магнітне поле котушки.  1 | Магнітна енергія котушки. При розмиканні ключа K лампа яскраво спалахує. |
Із закону збереження енергії виходить, що вся енергія, запасена в котушці, виділиться у вигляді тепла. Якщо позначити через R повний опір кола,, то за час t виділиться кількість теплоти ΔQ = I2Rt. Струм в колі рівний
Вираз для ΔQ можна записати у вигляді
У цьому виразі ΔI < 0; струм в колі поступово спадає від початкового значення I0 до нуля. Повну кількість теплоти, що виділилася в колі, можна отримати, виконавши операцію інтегрування в межах від I0 до 0. Це дає
Цю формулу можна отримати графічним методом, зобразивши на графіку залежність магнітного потоку Ф(I) від струму I Повна кількість теплоти, що виділилася, рівна початковому запасу енергії магнітного поля і визначається площею трикутника.  | Обчислення енергії магнітного поля. |
Таким чином, енергія Wм магнітного поля котушки з індуктивністю L, в якій протіка.струм I рівна
|
